EP3344552B1 - Vorrichtung und verfahren zur trocknung von verpackungen - Google Patents

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EP3344552B1
EP3344552B1 EP16745681.3A EP16745681A EP3344552B1 EP 3344552 B1 EP3344552 B1 EP 3344552B1 EP 16745681 A EP16745681 A EP 16745681A EP 3344552 B1 EP3344552 B1 EP 3344552B1
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EP
European Patent Office
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packaging
drying
contact
contact element
contact surface
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Markus Commandeur
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SIG Technology AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/02—Machines characterised by the incorporation of means for making the containers or receptacles
    • B65B3/027—Making containers from separate body and end-parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B51/00—Devices for, or methods of, sealing or securing package folds or closures; Devices for gathering or twisting wrappers, or necks of bags
    • B65B51/10—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B51/00—Devices for, or methods of, sealing or securing package folds or closures; Devices for gathering or twisting wrappers, or necks of bags
    • B65B51/32—Cooling, or cooling and pressing, package closures after heat-sealing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
    • B65B55/10—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by liquids or gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B61/00—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages
    • B65B61/002—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for drying glued or sealed packages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B51/00—Devices for, or methods of, sealing or securing package folds or closures; Devices for gathering or twisting wrappers, or necks of bags
    • B65B51/10—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof
    • B65B2051/105—Heat seal temperature control

Definitions

  • the invention relates to a device for drying packaging, in particular composite packaging for foodstuffs, comprising: a conveyor belt with cells for receiving the packaging, and at least one drying device for drying the packaging.
  • the invention also relates to the use of such a device for drying packaging filled with food, in particular for drying composite packaging filled with food.
  • the invention further relates to a method for drying packaging, in particular composite packaging for foodstuffs, comprising the following steps: a) providing a device for drying packaging with a drying device, b) providing packaging preferably formed from packaging sleeves, and c) drying the packaging ,
  • the invention relates to a packaging for foodstuffs, the packaging being made from a multilayer laminate.
  • Packaging can be made in different ways and from a wide variety of materials.
  • a widespread possibility of their production consists in producing a blank from the packaging material, from which folding and further steps first result in a packaging jacket and finally in a packaging.
  • One of the advantages of this type of production is that the blanks are very flat and can therefore be stacked to save space. In this way, the blanks or packing sleeves can be produced at a different location than the folding and filling of the packing sleeves.
  • Composites are often used as the material, for example a composite of several thin layers of paper, cardboard, plastic or metal, especially aluminum. Such packaging is particularly popular in the food industry.
  • Packaging in particular composite packaging, serves as transport and / or protective packaging for foodstuffs, the foodstuffs being able to have liquid or pasty states. Solid particles of a few cubic millimeters in size can also be added to the food.
  • the foodstuffs can be beverages, soups, yoghurt, pudding, sauces or the like.
  • Devices and methods for processing composite packaging for food are for example from the document US 5 829 228 A known.
  • tubes are formed in the axial direction around a filling mandrel from web material drawn off a roll.
  • the hoses are filled in continuous operation and sealed into pillow-like containers.
  • These pillow-like containers are then formed into compact structures, in particular cuboid boxes, in further steps.
  • the fold overhangs which arise in the aforementioned step, which the person skilled in the art often also calls "ears" are applied to the outside of the pack and connected to it, usually welded or glued. This takes place either in an ongoing process, the connection being carried out by a rolling process, or in a clocked process, in which the packaging to be reformed is stopped in a station and pressure is applied to the filled package by a pressing tool.
  • the "ears" it is customary for the "ears" to be folded inwards on the later bottom side of the packaging, that is to say to form part of the intended standing area of the packaging, while the gable-side "ears” are attached to the vertical outer surfaces of the packaging Packaging. Because the packaging and its contents are only sterilized together after complete completion in a so-called autoclaving process, it is relatively easy to fold or put on and then fix the "ears” on the packaging, since the surfaces to be connected are dry and are clean. It is therefore entirely sufficient to melt the outer polymer layer of the laminate and to press the "ears" into the designated areas of the resulting composite packaging. The maximum temperature to be reached in the subsequent sterilization process - that is, in the so-called autoclaving process - then only has to remain below the melting point of the mentioned outer polymer layer of the composite packaging, so that the glued-on ears do not come off again.
  • a laminate present as a web material is also formed into folding boxes, which are also called packing sleeves, in a process step upstream of the filling device.
  • folding boxes or packaging sleeves can then be shaped in a filling device into a relatively stable container which is only open towards the filling nozzle and which in this state is also referred to as a "cup" by a person skilled in the art.
  • cups are then filled in a filling machine - usually equipped with a so-called aseptic zone - and sealed immediately after the filling process by a device for closing a composite packaging filled with an incompressible fluid filling material and formed from a folding box.
  • the device forms part of the filling machine and can be operated with it in a continuous or in a clocked operation.
  • Such a device comprises a plurality of processing stations arranged one after the other, along which a production path is formed.
  • One of these processing stations usually has a drying device with which at least a partial area of the surface of the composite packaging is dried.
  • the production route of the drying device is part of the production route of the filling machine.
  • multi-lane filling machines In so-called “multi-lane filling machines", several production paths are designed in parallel to each other. On its own, however, a production route always includes a large number of processing stations arranged in a row and intermediate paths located between them.
  • the composite packaging that is created or is to be processed is guided past the individual processing stations by means of a transport device, for example a rotary wheel, a conveyor belt or a transport chain.
  • a transport device for example a rotary wheel, a conveyor belt or a transport chain.
  • Devices that are to be operated in a clocked mode differ from devices that are to be operated in a continuous mode in that the transport speed of the composite packaging becomes zero in defined cycles. This means that the packaging then comes to rest within a respective processing station.
  • packaging which takes on a shape in the upper region such that it is necessary to fill it over the side of the packaging which forms the later packaging base. In other words, the packaging must then be passed "upside down” through the filling area.
  • An example of a composite packaging to be produced in this way is the "combidome" packaging of the applicant, which, due to its truncated pyramid-shaped gable area, not only has an appealing appearance but also excellent pouring behavior.
  • Drying devices are known for drying packaging, which dry the already filled and closed packaging with hot air.
  • this method has several disadvantages. Because the generation of hot air is energy-intensive and therefore expensive. The packaging - and its decor - can also be damaged by excessive heat.
  • the invention is based on the object of designing and developing a device described at the outset and explained in more detail above in such a way that damage-free and energy-saving drying of already filled and closed packages is made possible. This drying should take place in particular in the area of the packaging ears.
  • a device according to the invention for drying packaging is initially characterized by a conveyor belt with cells for receiving the packaging.
  • a conveyor belt is understood to mean any suitable means of transportation, for example a conveyor chain or a conveyor belt.
  • the conveyor belt is preferably designed to run all the way round — that is, “endlessly”.
  • Cells are understood to mean any elements which are suitable for carrying packaging, for example clamping elements, frames, containers or the like.
  • the cells are preferably fixed or detachably connected to the conveyor belt.
  • the device is characterized by at least one drying device for drying the packaging. The purpose of the drying device is to reduce or remove moisture from the surface of the packaging.
  • the drying device has at least one contact element with at least one contact surface.
  • the contact element and its contact surface are arranged and designed such that the packaging conveyed by the conveyor belt touches the contact surface of the contact element, the contact surface wiping or wiping moisture off the packaging.
  • the invention is therefore based on the idea of one instead of contactless drying (for example by hot air) to provide touching drying. This has the great advantage that drying can also be carried out safely immediately after sensitive areas, for example the aseptic zone of a filling device. If a plurality of contact surfaces are provided, it is preferred that the contact surfaces are arranged at an angle to one another (for example approximately 90 °). This means that surfaces of the packaging that are at an angle to each other can be dried at the same time.
  • the contact element is preferably movably mounted.
  • the storage can, for example, allow movement with one, two or three degrees of freedom.
  • a degree of freedom is understood to mean the freedom of movement in a translatory or rotational direction about a respective spatial axis.
  • mobility with one degree of freedom has the advantage that the contact element can also act mechanically on a surface of a package to be dried when it is stationary. Even if the packaging moves past the contact element along its transport path, it can be of great advantage if the contact element is movably mounted. As a result, it may be possible, for example, for the contact element to protrude into the intended movement space of the packaging in a rest position and to be displaced from this space by the packaging.
  • the contact element is mounted so as to be pivotable about an axis which is oriented perpendicular to the transport direction / the production path of the packaging.
  • the contact element is then pressed with its own weight against the surface of the packaging to be cleaned and / or dried.
  • the effective weight can optionally be supported by the provision of a spring force.
  • the resulting relative speeds between the contact surface and the surface of the packaging to be dried can greatly support the drying process.
  • the pressure forces can be kept very low, which protects the decor of the surface to be dried.
  • the contact element is preferably designed to be heatable, that is to say heatable and / or coolable, as a result of which, for example, a condensation effect on the contact element, preferably in individual regions of the contact element, can be effectively promoted or prevented.
  • the device can be supplemented by a device for placing protruding ears on the packaging.
  • a device for placing protruding ears on the packaging can not only take on the ears, but also attach the ears to the packaging.
  • the ears are usually attached to the packaging by gluing or welding and therefore require dry and clean surfaces.
  • the combination of a drying device and a device for putting on the ears therefore offers particular advantages.
  • the device for placing the protruding ears is arranged behind the drying device.
  • the drying device has at least two contact elements. Each of these contact elements preferably has at least one contact surface.
  • the drying device has at least two contact elements. Each of these contact elements preferably has at least one contact surface.
  • several contact elements can be dried at the same time. This can be achieved, for example, by the packaging being transported through the drying device in a number of preferably parallel rows.
  • a plurality of contact elements are assigned to the same row of packaging and - viewed in the transport direction - are arranged one behind the other. In this way, each package is dried successively by several contact elements.
  • the contact surface of the contact element is made of plastic, in particular of a particular one Elastomer or a thermoplastic is made.
  • plastics are characterized by high elasticity; Plastic contact surfaces can therefore adapt particularly well to the shape of the packaging surfaces to be dried. This enables the packaging to be dried particularly thoroughly. Another advantage of the elasticity or resilience of many plastics is that the packaging is not damaged despite being touched.
  • plastics can be shaped very variably, so that contact surfaces with complex geometries are also possible. Plastics from the group of elastomers and from the group of thermoplastics have proven to be a particularly suitable material.
  • elastomers particularly rubber-like elastomers come into question, while from the group of thermoplastics PEEK (polyether ether ketone) has proven to be a particularly suitable material in tests. Materials with related properties can also be used. It is important, among other things, that the materials are resistant to the cleaning agents or disinfectants used.
  • a conventional disinfectant is H 2 O 2 .
  • the contact surface is preferably designed to be exchangeable, so that the entire contact element does not have to be replaced when worn.
  • the contact surface of the contact element is formed by a material, on the surface of which water forms a contact angle of less than 60 °, preferably less than 45 °, very preferably less than 29 °.
  • the contact angle is to be determined according to the specifications of DIN 55660-2 and in particular according to the static method described there and in compliance with the recommendations there (DIN 55660-2: "Coating materials - wettability - Part 2: Determination of the free surface energy of solid surfaces by measurement des Kunststoffwinkel ", December 2011, esp. point 5.2.2: Static procedure).
  • the contact surface of the contact element can advantageously be formed by an open-pore material. Then the effect of a capillary permation can be used, whereby the desired drying and / or cleaning process is particularly well supported.
  • Capillary permeation or wetting is the movement of a fluid on a solid substrate that is driven by the interfacial energy.
  • the capillary permeation is quantified by the contact angle, which is determined according to the specifications of DIN 55660-2 and in particular according to the static method described there and in compliance with the recommendations there.
  • a low contact angle means greater wetting by a given liquid.
  • a suitable high capillary permeation corresponds to a contact angle of less than approximately 90 °.
  • the contact surface of the contact element can advantageously be formed by a closed-pore material.
  • the contact element can meet particularly high hygienic requirements. It is also easy to clean.
  • the material forming the contact surface can also be a coating material.
  • the manufacture of the contact element can be made less complicated and less expensive.
  • materials can be selected that meet the different requirements of the contact element and contact surface.
  • the contact element also has at least one functional surface, the surface of which has a contact angle with water of more than 100 °, preferably more than 120 °, that is to say it is hydrophobic.
  • a functional surface is understood to mean a surface which comes into contact with the water to be removed from the surface of the packaging to be produced. Such a functional surface could then be used, for example, to separate the water removed from the contact element and, in some cases, temporarily stored.
  • the surface tension of the material forming the contact surface of the at least one contact element measured according to WU is at least 32 mN / m, preferably at least 35 mN / m and very preferably at least 40.5 mN / m (proposed by GX Wu 1982 Equation for calculating the surface tension).
  • the contact surface of the contact element is designed to be elastically deformable.
  • An elastically deformable design is understood here to mean a material which deforms from its original shape with an energy of at least 0.125 joules which acts at an angle between 90 ° and 60 ° and deforms back to its original state when relaxed.
  • a working energy of approximately 0.125 joules occurs, for example, when a packaging weighing approximately 250 grams comes into contact with the contact element at a speed of approximately 1 m / s.
  • An elastically deformable contact surface has the advantage that it automatically adapts to the conditions of the surface to be dried and can - at least largely - follow it. This ensures that the amount of liquid accumulated in the wells can be effectively detected and removed.
  • the contact surface of the contact element is rigid.
  • a rigid design is understood here to mean a material which does not visibly deform when the working energy of 0.5 joule is applied at an angle of 90 ° to 60 °, that is to say at least below 2 °.
  • a rigid contact surface has the advantage that it is particularly low-maintenance and can deliver consistent work results over a practically unlimited period of time. This leads to high process reliability and saves costs.
  • the contact surface of the contact element has a profile with at least one recess.
  • the depressions can have a depth in the range between 1 mm and 5 mm, in particular between 2 mm and 4 mm, for example. Moisture can be absorbed from the depressions and - for example to the outside - discharged.
  • the recesses are surrounded and delimited by edges that function like "sealing lips" and thus ensure improved drying performance.
  • Profiling gives the liquid to be removed from the surface of the packaging an alternative.
  • profiling with a relatively large amount of liquid to be removed helps to prevent the occurrence of a so-called aquaplaning effect.
  • the occurrence of such an effect would have the consequence that the contact element lifts off a little from the surface to be treated and would "slip" on a liquid film which forms. This would then result in an even distribution of the existing and to be removed amount of liquid on the given surface, so that there would no longer be any space on the surfaces to be treated, on which effective material binding bridges could be produced by a gluing or welding process.
  • the occurrence of an aquaplaning effect must therefore be avoided with care in any case.
  • the profiling has profile lines that run obliquely to the direction of the transport path, this initially has the advantage that the surface to be treated of a packaging guided along the production path is not suddenly loaded over its entire width by contact with a profile edge, which could damage the decor.
  • indentations delimited by individual profile lines are provided in the contact element, it is also advantageous if channels or grooves which run to the outer side edge of the contact element are of an open design. This means that the depressions are not closed by a wall on the side delimiting the width of the contact element. The liquid temporarily absorbed in them, in particular condensed water vapor, can thus be displaced laterally.
  • the depressions formed in this way extend in a kind of herringbone pattern over at least part of the contact surface of the contact element. Such a configuration is particularly gentle and effective.
  • the cross-sectional shape of the depressions takes on a rectangular shape or a partial circular shape.
  • Such forms are inexpensive to manufacture and can also be suitable for absorbing an appropriate amount of liquid.
  • the width of the depression moves between 5 mm and 20 mm and in particular between 8 mm and 13 mm, while the depth is in a range from 1.5 mm to 6 mm and in particular between 2 mm and 3.5 mm.
  • radii up to approximately 15 mm can be particularly preferred.
  • the depressions formed produce a type of scale or diamond pattern on the contact surface of the contact element.
  • particularly many edges that become effective on the surface of the packaging can be produced on the contact surface of the contact element.
  • the loads that are associated with the mechanical removal of the liquid to be removed are distributed particularly well over the entire partial surface to be cleaned, so that the individual edges can also be made sharper, which significantly increases the effectiveness.
  • the contact element has at least one channel through the passage of a gaseous or liquid medium. Through the channel, moisture can either be removed from the packaging or a drying medium (e.g. air) can flow to the packaging. It can be provided that the channel has one or more branches.
  • a drying medium e.g. air
  • a channel can be used as a "pressure chamber", the shape of the contact surface deforming depending on the pressure in the chamber.
  • the contact surface of the contact element can adapt particularly well to the surface structure of the surface to be cleaned. Because of the pressure prevailing in the chamber, it is also achieved that the contact surface is constantly pressed against the surface in contact with it - that is to say with the surface to be cleaned - even in the event of deformations. This creates excellent conditions for effective cleaning and drying.
  • the deformation behavior and the contact pressure can also be easily adjusted via the pressure that can be set in the chamber.
  • the contact element is preferably designed like a part of a jacket tire drawn into a plane.
  • At least one outlet of the channel on the side contact surface and / or on the lower contact surface of the Contact element is arranged. This arrangement of the outlets enables the surfaces of the packaging to be dried to be reached particularly well. In particular, the bottom surfaces (or gable surfaces) of the packaging and the inside of the ears can be reached at the same time.
  • a further embodiment of the device finally provides that the contact element has a curved inlet area or an inclined area with respect to the contact surface. Due to a curved or inclined shape, the contact forces between the packaging and the contact element increase gently. Another effect is that the fin seam on the top and bottom of the packaging is gently bent down. In this way, the risk is reduced that packagings get caught on the contact element or are damaged by the contact element.
  • the device described above is particularly suitable in all of the illustrated embodiments for use for drying packaging filled with food, in particular for drying composite packaging filled with food.
  • the good suitability results, for example, from the fact that the drying process made possible by the device is particularly gentle and hardly loads the sensitive foods.
  • thermal stress on the contents of the packaging which occurs, for example, during drying by hot air, is avoided.
  • the foods can be, for example, aseptically filled foods.
  • a method for drying packaging in particular composite packaging for foodstuffs, comprising the following steps: a) providing a device for drying packaging with a drying device, b) providing packaging which is preferably formed from packaging sleeves, and c ) Drying the packaging.
  • the packaging provided is preferably composite packaging which is made from a laminate, wherein the laminate is preferably formed into a packaging jacket in an intermediate step.
  • the provision of such a packaging jacket which has already been described in more detail at the beginning, is therefore also an essential prerequisite for implementing the method according to the invention in the case of the provision of packaging formed from a packaging jacket.
  • the packaging is dried in step c) by contact between the packaging and the drying device.
  • the method is also based on the idea of providing touch-wise drying of the packaging instead of contactless drying by hot air and wiping the moisture off the surface of the packaging. For example, this has the advantage of lower energy consumption and also protects the contents of the packaging from thermal stress.
  • the packs are preferably moved - continuously or intermittently - while the drying device is at a standstill.
  • the packaging in step c) be dried by contact between the packaging and the contact element of the drying device.
  • This also has the advantage that the contact element can be adapted to touch-drying drying of packaging, both in terms of its shape and in terms of its material.
  • the packaging is dried in step c) by contact between the packaging and the lower contact surface and / or the lateral contact surfaces of the contact element of the drying device.
  • the packaging usually has a plurality of surfaces to be dried, which are usually not in one plane, for example the bottom surface (or gable surface) and the inside of the protruding ears. It is therefore advantageous to dry the different surfaces to be dried by means of different contact surfaces.
  • One advantage is that the shape and position of the contact surfaces can be optimally adapted to the surfaces they are drying.
  • multiple contact surfaces allow multiple packaging surfaces to dry simultaneously.
  • step d) placing the protruding ears on the packaging.
  • the drying serves in particular for the subsequent gluing or welding of the ears to the packaging. Therefore, a combination of the steps of drying and applying / attaching the ears is particularly advantageous. Accordingly, step d) is preferably carried out after step c).
  • a packaging for food is claimed, the packaging being made from a multilayer laminate.
  • the packaging is characterized in that the outermost layer of the laminate forms a contact angle with water of at least 60 °, preferably of at least 75 °, in particular of at least 90 °.
  • the contact angle must be determined in accordance with the requirements of DIN 55660-2 and in particular according to the static method described there and in compliance with the recommendations there.
  • Packaging with a contact angle in the specified range is particularly suitable for touch-drying, since water drops with such contact angles can be wiped off the surface of the packaging particularly easily.
  • the contact angle which is also called the wetting or wetting angle. It can therefore be particularly preferred that the outermost layer of the laminate forms a contact angle with water of at least 110 °, preferably of at least 135 °, in particular of at least 150 °.
  • the surface of the packaging jacket or packaging is then formed in a superhydrophobic area or even has a so-called lotus effect.
  • This has the advantage, for example, that the packaging also has a higher level of protection for the food contained in it later in use, since germs that come into contact with the packaging have hardly any possibility of settling only outside the packaging, but e.g. simply run off with moisture (e.g. in the case of temperature fluctuations).
  • the contact element can be made so simple due to the minimal wiping forces that are then required that it can be replaced regularly and, for example, when using the device for drying a packaging within a filling device, it can be easily replaced when it is cleaned.
  • Contact angles in the specified range can be achieved, for example, by a suitable choice of the outermost layer of the laminate forming the packaging.
  • a first embodiment of a package 1 known from the prior art with protruding ears 2 is shown.
  • the packaging 1 is made of a multilayer composite material which comprises layers of different materials, for example paper, cardboard, plastic or metal, in particular aluminum.
  • the packaging 1 has a first side surface 3, a second side surface 4 (hidden), a front surface 5 and a rear surface 6 (hidden).
  • the packaging 1 has floor surfaces 7 and gable surfaces 8.
  • the side surfaces 3, 4, the front surface 5 and the rear surface 6 are of the same size, so that the Package 1 has a square cross-sectional area.
  • the bottom surfaces 7 are folded and sealed (for example welded) in such a way that a fin seam 9 is formed.
  • the ears 2 When the bottom surfaces 7 are folded, protruding areas of excess material are formed, which form the ears 2 and are to be applied to the packaging 1 in a later manufacturing step, for example by welding processes.
  • the ears 2 protrude approximately from the packaging 1 in such a way that they run approximately parallel to the side surfaces 3, 4 of the packaging 1.
  • Fig. 1 shown packaging 1 closed by the gable surfaces 8 are folded slightly inwards and connected to a pouring element 10 made of plastic.
  • the pouring element 10 has a screw cap 11, which is also made of plastic.
  • four ears 2 ′ projecting from the gable region of the packaging 1 are formed, which in FIG Fig. 1 shown packaging 1 have already been applied to the gable surfaces 8.
  • the making of an in Fig. 1 Package 1 shown is, for example, in the DE 10 2010 050 502 A1 to which reference is made.
  • Figure 1B shows a second embodiment of a package 1 'known from the prior art with protruding ears 2.
  • the already in connection with Fig. 1A Areas of packaging 1 are described in Figure 1B provided with corresponding reference numerals.
  • Packing 1 'shown differs from that in FIG Fig. 1A shown packaging 1 by a different cross-sectional area and by a different shape of the gable area.
  • the side surfaces 3 and the side surface 4 (hidden) are narrower than the front surface 5 and the (hidden) rear surface 6, so that the packaging 1 'has a rectangular cross-sectional area.
  • the bottom region (that is, the region of the bottom surfaces 7) and the gable region (that is, the region of the gable surfaces 8) of the packaging 1 ′ are closed in an identical manner, namely without using a pouring element 10 by directly connecting the bottom surfaces 7 and the gable surfaces 8.
  • the floor surfaces 7 and the gable surfaces 8 fin seams 9, 9 'form.
  • the only difference between the bottom area and the gable area of the packaging 1 ' is that the ears 2' in the gable area have already been placed on the gable surfaces 8, while the ears 2 in the bottom area have not yet been placed on the bottom areas 7 and therefore still from the Stand out packaging 1 '.
  • the ears 2 protrude approximately from the packaging 1 'in such a way that they run approximately parallel to the side surfaces 3, 4 of the packaging 1'.
  • FIG. 1C A packaging 1 'according to the invention is shown with protruding ears 2.
  • the already related to Fig. 1A and Figure 1B Areas of the packaging 1, 1 'described are in 1C provided with corresponding reference numerals.
  • the 1C Packing 1 'shown differs from that in FIG Figure 1B shown packaging 1 'by a different outer layer.
  • the changed outer layer leads to a particularly favorable contact angle ⁇ .
  • the contact angle ⁇ denotes the angle which the outermost layer of the laminate of the packaging 1 'forms with a drop of water.
  • the contact angle ⁇ is in turn to be determined in accordance with the requirements of DIN 55660-2 and in particular according to the static method described there and in compliance with the recommendations there.
  • FIG. 2A shows a first embodiment of a device 12 according to the invention for drying composite packaging for food in a front view.
  • the device 12 initially comprises a conveyor belt 13 with cells 14 for receiving the packaging 1. Instead of a conveyor belt 13, a conveyor chain, a conveyor belt or another suitable means of transportation can also be provided.
  • the device 12 comprises a drying device 15 for drying the packaging 1.
  • the drying device 15 has a contact element 16, which will be discussed in more detail below.
  • the already filled and closed packages 1 are located in the cells 14 and are guided by the conveyor belt 13 in a transport direction T past the fixed contact element 16 in such a way that a portion of the packages 1 - in particular the fin seam 9 - touches the contact element 16, wherein the contact element 16 wipes moisture from the packaging 1.
  • FIG. 2A A device 17 for placing protruding ears 2 on the packaging 1 is also shown.
  • the device 17 is not part of the device 12, but serves to explain its mode of operation.
  • the drying of the packaging 1 serves in particular the purpose of being able to reliably place the ears 2 on the packaging 1. This is usually done by welding, which is why dry surfaces are required for a reliable connection.
  • the conveyor belt 13 can be driven, for example, by an electric drive 18.
  • FIG 2B the device 12 is off Figure 2A shown in a top view.
  • the already related to Figure 2A Areas of the device 12 described are in Figure 2B provided with corresponding reference numerals.
  • the top view clearly shows that the conveyor belt 13 has four rows of cells 14.
  • both devices 15, 17 extend over the entire width of the conveyor belt 13.
  • both devices have a corresponding number on tools; in the Figure 2B
  • the drying device 15 shown thus has four contact elements 16.
  • the configuration shown is only to be understood as an example; in particular, the number of rows of cells 14 can be varied. For example, only a single row of cells 14 can be provided. In this case, the cells 14 can be connected directly to the conveyor belt 13. Alternatively, two or more rows of cells 14 may be provided. In this case, the cells 14 can be connected to the conveyor belt 13, for example, via a common cross member 19.
  • Figure 2C shows the device 12 Figure 2A in a side view.
  • the already related to Figure 2A and Figure 2B Areas of the device 12 described are in Figure 2C provided with corresponding reference numerals.
  • the side view is It can be clearly seen that four packages 1 with protruding ears 2 are processed simultaneously by the four contact elements 16 of the drying device 16.
  • the contact elements 16 touch the packaging 1 both in the area of their bottom surfaces 7 (and the fin seams 9 running there) and on the inside of the protruding ears 2 (and the fin seams 9 also running there). In this way, drying of the bottom surfaces 7 as well as the inside of the ears 2 and the fin seams 9 is achieved.
  • This has the advantage that all surfaces affected by the application of the ears 2 to the packaging 1 are dried.
  • the packaging 1 shown can, for example, be related to Fig. 1A act described packaging 1.
  • FIG 3A A second embodiment of a device 12 'according to the invention for drying composite packaging for food is shown in a front view.
  • the already related to 2A to 2C Areas of the device 12 'described are in Figure 3A provided with corresponding reference numerals.
  • An essential difference between the second embodiment of the device 12 'and the previously described first embodiment of the device 12 ( 2A to 2C ) lies in the fact that the conveyor belt 13 'in the second embodiment of the device 12' does not run below, but behind or next to the packaging 1 '.
  • Another difference is that in the second embodiment of the device 12 ', the packages 1' are held laterally (and not from below) by the cells 14 '.
  • the lateral arrangement of the conveyor belt 13 ' has the advantage that the conveyor belt 13' can run in the same horizontal plane during its entire circulation - also in the area of the return - and thus the cells 14 'attached to it and the packaging 1' held by them never stand "upside down". This has the advantage that the entire length of the conveyor belt 13 'can be used for processing the packaging 1'.
  • Another advantage of the second embodiment of the device 12 'and in particular the lateral arrangement of the cells 14' is that the packaging 1 'both in the area of its bottom surfaces 7 and in the area of it Gable surfaces 8 are exposed and accessible and thus simultaneous processing of both ends of the packaging 1 'is possible.
  • a disadvantage of this embodiment is that the lateral arrangement of the conveyor belt 13 'makes the simultaneous processing of several rows of cells 14' structurally complex.
  • Figure 3B shows the device 12 ' Figure 3A in a top view.
  • the already related to 2A to 3A Areas of the device 12 'described are in Figure 3B provided with corresponding reference numerals.
  • the top view clearly shows that the conveyor belt 13 'runs alongside the packaging 1'. Accordingly, the cells 14 'also grip the packages from the side.
  • Figure 3C the device 12 'is off Figure 3A shown in a side view.
  • the already related to 2A to 3B Areas of the device 12 'described are in Figure 3C provided with corresponding reference numerals.
  • the side view clearly shows that the packaging 1 'is guided past the contact elements 16 in such a way that the packaging 1' touches both in the area of its bottom surfaces 7 and on the inside of the protruding ears 2 and is thus dried.
  • the packaging 1 'shown can, for example, be related to Figure 1B act described packaging 1 '.
  • FIG 4A shows the contact element 16 of the drying device 15 in a view from below.
  • the contact element 16 has a plurality of contact surfaces 20, for example a lower contact surface 20A and two lateral contact surfaces 20B.
  • the contact surfaces 20 are preferably made of plastic, in particular PEEK (polyether ether ketone) and serve the purpose of wiping moisture off the surface of the packaging 1, 1 '.
  • the lower contact surface 20A has a profile with depressions 21.
  • the depressions 21 run obliquely outwards to the sides in order to be able to conduct moisture away well.
  • the contact element 16 has several (in Figure 4A channels 22, not shown, by passage of a gaseous medium.
  • the outlets 23A of the channels 22 are arranged in the region of the depressions 21.
  • the contact element 16 has a curved inlet area 24.
  • Figure 4B is finally the contact element 16 Figure 4A in a side view along the section plane IVB-IVB Figure 4A shown.
  • the already related to Figure 4A Areas of the contact element 16 described are in Figure 4B provided with corresponding reference numerals.
  • the course of the channels 22 in the interior of the contact element 16 can be clearly seen in the sectional view. Through the channels 22, for example, moisture can be sucked from the packages 1, 1 'through the outlets 23A arranged in the lower contact surface 20A and can be discharged through the outlet 23B. Alternatively, dry air can be drawn in through the outlet 23B and the channels 22 and flow through the outlets 23A arranged in the lower contact surface 20A onto the packages 1, 1 'to be dried.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trocknung von Verpackungen, insbesondere Verbundverpackungen für Nahrungsmittel, umfassend: ein Transportband mit Zellen zur Aufnahme der Verpackungen, und wenigstens eine Trocknungseinrichtung zur Trocknung der Verpackungen.
  • Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung einer derartigen Vorrichtung zur Trocknung von mit Nahrungsmitteln befüllten Verpackungen, insbesondere zur Trocknung von mit Nahrungsmitteln befüllten Verbundverpackungen.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Trocknung von Verpackungen, insbesondere Verbundverpackungen für Nahrungsmittel, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Vorrichtung zur Trocknung von Verpackungen mit einer Trocknungseinrichtung, b) Bereitstellen von vorzugsweise aus Packungsmänteln geformten Verpackungen, und c) Trocknen der Verpackungen.
  • Die Erfindung betrifft schließlich eine Verpackung für Nahrungsmittel, wobei die Verpackung aus einem mehrschichtigen Laminat hergestellt ist.
  • Verpackungen können auf unterschiedliche Weisen und aus verschiedensten Materialien hergestellt werden. Eine weit verbreitete Möglichkeit ihrer Herstellung besteht darin, aus dem Verpackungsmaterial einen Zuschnitt herzustellen, aus dem durch Falten und weitere Schritte zunächst ein Packungsmantel und schließlich eine Verpackung entsteht. Diese Herstellungsart hat unter anderem den Vorteil, dass die Zuschnitte sehr flach sind und somit platzsparend gestapelt werden können. Auf diese Weise können die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel an einem anderen Ort hergestellt werden als die Faltung und Befüllung der Packungsmäntel erfolgt. Als Material werden häufig Verbundstoffe eingesetzt, beispielsweise ein Verbund aus mehreren dünnen Lagen aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium. Derartige Verpackungen finden insbesondere in der Lebensmittelindustrie große Verbreitung.
  • Verpackungen, insbesondere Verbundpackungen, dienen Nahrungsmitteln als Transport- und/oder Schutzverpackung, wobei die Nahrungsmittel flüssige oder pastöse Zustände aufweisen können. Zudem können den Nahrungsmitteln auch feste Partikel von einigen Kubikmillimetern Größe beigemengt sein. Beispielsweise kann es sich bei den Nahrungsmitteln um Getränke, Suppen, Jogurt, Pudding, Saucen oder dergleichen handeln.
  • Vorrichtungen und Verfahren die zur Bearbeitung von Verbundverpackungen für Nahrungsmittel sind beispielsweise aus dem Dokument US 5 829 228 A bekannt.
  • Zur Herstellung von Verbundverpackung haben sich zwei unterschiedliche Verfahren etabliert:
    Bei einem ersten Verfahren werden aus von einer Rolle abgezogenem Bahnmaterial Schläuche in axialer Richtung um einen Fülldorn gebildet. Die Schläuche werden im kontinuierlichen Betrieb befüllt und zu kissenartigen Behältnissen verschlossen. Diese kissenartigen Behältnisse werden dann in weiteren Schritten zu kompakten Gebilden, insbesondere zu quaderförmigen Kartons, umgeformt. Bei diesem Umformungsprozess werden auch die im vorgenannten Schritt entstehenden Falzüberstände, die der Fachmann häufig auch als "Ohren" bezeichnet, an die Packungsaußenseite angelegt und mit dieser verbunden, meistens verschweißt oder verklebt. Dies geschieht entweder in einem laufenden Prozess, wobei die Verbindung durch einen Wälzprozess vollzogen wird, oder in einem getakteten Verfahren, wobei die umzuformende Verpackung in einer Station angehalten und durch ein Presswerkzeug mit gegen die gefüllte Packung wirksam werdenden Druck beaufschlagt wird.
  • Dabei ist es üblich, dass die "Ohren" auf der späteren Bodenseite der Verpackung nach innen gefaltet werden, also einen Teil der vorgesehenen Standfläche der Verpackung ausbilden, während die giebelseitigen "Ohren" an die senkrechten Außenflächen der Verpackung angelegt werden. Weil die Verpackung und ihr Inhalt erst nach vollständiger Fertigstellung in einem so genannten Autoklavierverfahren gemeinsam sterilisiert werden, gestaltet sich das sich an das Falten bzw. Anlegen und das anschließende Fixieren der "Ohren" an der Verpackung relativ einfach, da die zu verbindenden Flächen trocken und sauber sind. Es reicht also völlig aus, die außenliegende Polymerschicht des Laminats anzuschmelzen und die "Ohren" an die dafür vorgesehenen Stellen der entstehenden Verbundverpackung anzupressen. Die im sich anschließenden Sterilisierungsverfahren - also in dem so genannten Autoklavierverfahren - zu erreichende Höchsttemperatur muss dann nur unter dem Schmelzpunkt der erwähnten äußeren Polymerschicht der Verbundverpackung bleiben, damit sich die angeklebten Ohren nicht wieder lösen.
  • Es kann jedoch aus unterschiedlichen Gründen gewünscht oder erforderlich sein, die Verpackung und ihren Inhalt getrennt voneinander zu sterilisieren und den Füllvorgang dann innerhalb eines sterilen Bereichs, einer so genannten Aseptik Zone, durchzuführen. Auf diese Weise können beispielsweise besonders wertvolle Inhaltsstoffe geschont und erhalten werden.
  • Bei einer getrennten Sterilisierung von Verpackung und Inhalt wird häufig ein zweites Füllverfahren verwendet, das nachfolgend kurz dargestellt wird:
    Zunächst wird ebenfalls ein als Bahnmaterial vorliegendes Laminat in einem der Füllvorrichtung vorgelagerten Prozessschritt zu Faltschachteln, die auch Packungsmäntel genannt werden, umgeformt. Diese Faltschachteln oder Packungsmäntel können dann in einer Füllvorrichtung bereits zu einem relativ stabilen und nur noch zur Fülldüse hin offenem Behälter, der in diesem Zustand vom Fachmann auch als "Becher" bezeichnet wird, umgeformt werden. Diese "Becher" werden dann in einer - meist mit einer so genannten Aseptikzone ausgestatteten - Füllmaschine befüllt und unmittelbar nach dem Füllvorgang von einer Vorrichtung zum Verschließen von einer mit einem inkompressiblen fluiden Füllgut gefüllten und aus einer Faltschachtel gebildeten Verbundverpackung verschlossen. Die Vorrichtung bildet einen Teil der Füllmaschine und ist mit ihr in einem kontinuierlichen oder in einem getakteten Betrieb betreibbar.
  • Eine solche Vorrichtung umfasst mehrere nacheinander angeordnete Bearbeitungsstationen, entlang derer sich ein Produktionsweg ausbildet. Eine dieser Bearbeitungsstation weist üblicherweise eine Trocknungseinrichtung auf, mit der wenigstens ein Teilbereich der Oberfläche der Verbundverpackung getrocknet wird. Der Produktionsweg der Trocknungseinrichtung ist Teil des Produktionsweges der Füllmaschine.
  • Bei so genannten "mehrbahnigen Füllmaschinen" sind mehrere Produktionswege parallel zueinander ausgebildet. Ein Produktionsweg umfasst für sich genommen jedoch stets eine Vielzahl von in Reihe angeordneten Bearbeitungsstationen und dazwischen angesiedelten Zwischenpfaden. Im Allgemeinen werden die entstehenden beziehungsweise zu bearbeitenden Verbundverpackungen mittels einer Transportvorrichtung, beispielsweise einem Drehrad, eines Transportbands oder einer Transportkette, an den einzelnen Bearbeitungsstationen vorbeigeführt. Vorrichtungen, die in einem getakteten Betrieb zu betreiben sind, unterscheiden sich von Vorrichtungen, die in einem kontinuierlichen Betrieb zu betreiben sind dadurch, dass die Transportgeschwindigkeit der Verbundverpackungen in definierten Zyklen zu Null wird. Das bedeutet, dass die Verpackungen dann innerhalb einer jeweiligen Bearbeitungsstation zur Ruhe kommen.
  • Auch bei diesem - zweiten - Herstellungsverfahren ist es üblich, dass die abstehenden "Ohren" auf der späteren Bodenseite der Verpackung nach innen gefaltet werden, also einen Teil der vorgesehenen Standfläche der Verpackung ausbilden, während auch hier die giebelseitigen "Ohren" an die senkrechten Außenflächen der Verpackung angelegt werden. Dabei ist das Anlegen der giebelseitigen "Ohren" an die senkrechte oder - bei exotischen Packungsformen - geneigte Außenfläche der Verpackung nicht allein durch eine angenehmere optische Empfindung begründet. Prozessbedingt kann es nämlich auf der waagerechten Oberseite der Verpackung Ansammlungen von kondensiertem Wasser kommen. Die Feuchtigkeit kann die beim Anlegen der Ohren stattfindende Verschweißung oder Verklebung erschweren oder unmöglich machen und ist daher unerwünscht.
  • Es kann jedoch aus ästhetischen und/oder funktionalen Gründen gewünscht sein, Verpackungen herzustellen, die im oberen Bereich eine derartige Gestalt annehmen, dass eine Befüllung über die den späteren Packungsboden ausbildende Seite der Verpackung notwendig wird. Mit anderen Worten muss die Verpackung dann "auf dem Kopf stehend" durch den Füllbereich geführt werden. Ein Beispiel für eine auf diese Weise herzustellende Verbundverpackung ist die "Combidome"-Verpackung der Anmelderin, die durch ihren pyramidenstumpfförmigen Giebelbereich nicht nur ein ansprechendes Äußeres, sondern auch ein ausgezeichnetes Ausgießverhalten aufweist.
  • Wie bereits beschrieben wurde, bringt dies jedoch das Problem mit sich, dass die "Ohren" auf einer waagerechten Fläche, auf der sich prozessbedingt Kondensat absetzen kann, an die Packung angelegt und dort befestigt werden müssen. Erschwert wird dies zudem noch dadurch, dass die zuvor umgelegte Bodensiegelnaht ("Flossennaht") für einen Wulst sorgt, in dessen Umgebung auch eine Senke entstehen kann. Schließlich muss die Befestigung der "Ohren" im Bodenbereich auch noch besonders stabil ausgeführt sein, da der Boden zum einen im Verlauf eines üblichen Verbundverpackungslebens besonders stark beansprucht wird. Zudem entstehen im Verbindungsbereich zwischen der Boden-Mantelfläche und der "Ohren" durch das schwerkraftbedingte Absinken des Füllgutes für eine Klebe- oder Schweißverbindung ungünstige Schubspannungen.
  • Zur Trocknung von Verpackungen sind Trocknungseinrichtungen bekannt, die die bereits befüllten und verschlossenen Verpackungen mit Heißluft trocknen. Diese Methode hat jedoch mehrere Nachteile. Denn die Erzeugung von Heißluft ist energieintensiv und somit teuer. Zudem kann die Verpackung - und ihr Dekor - durch eine zu große Hitzeeinwirkung beschädigt werden.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs beschriebene und zuvor näher erläuterte Vorrichtung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine beschädigungsfreie und energiesparende Trocknung von bereits befüllten und verschlossenen Verpackungen ermöglicht wird. Diese Trocknung soll insbesondere im Bereich der anzulegenden Ohren der Verpackung erfolgen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 erreicht.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Trocknung von Verpackungen zeichnet sich zunächst durch ein Transportband mit Zellen zur Aufnahme der Verpackungen aus. Unter einem Transportband wird jedes geeignete Transportmittel verstanden, beispielsweise eine Transportkette oder ein Transportriemen. Vorzugsweise ist das Transportband vollständig umlaufend - also "endlos" - ausgeführt. Unter Zellen werden jegliche Elemente verstanden, die dazu geeignet sind, Verpackungen zu tragen, beispielsweise Klemmelemente, Rahmen, Behälter oder dergleichen. Vorzugsweise sind die Zellen fest oder lösbar mit dem Transportband verbunden. Weiterhin zeichnet sich die Vorrichtung durch wenigstens eine Trocknungseinrichtung zur Trocknung der Verpackungen aus. Die Trocknungseinrichtung hat den Zweck, Feuchtigkeit auf der Oberfläche der Verpackungen zu verringern bzw. von dort zu entfernen.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Trocknungseinrichtung wenigstens ein Kontaktelement mit wenigstens einer Kontaktoberfläche aufweist. Das Kontaktelement und seine Kontaktoberfläche sind derart angeordnet und ausgestaltet, dass die von dem Transportband geförderten Verpackungen die Kontaktoberfläche des Kontaktelements berühren, wobei die Kontaktoberfläche Feuchtigkeit von der Verpackung abwischt bzw. abstreift. Der Erfindung liegt also die Idee zugrunde, anstelle einer berührungslosen Trocknung (z.B. durch Heißluft) eine berührende Trocknung vorzusehen. Dies hat den großen Vorteil, dass eine Trocknung auch unmittelbar im Anschluss an sensible Bereiche, beispielsweise der Aseptikzone einer Füllvorrichtung, gefahrlos durchgeführt werden kann. Wenn mehrere Kontaktoberflächen vorgesehen sind, wird bevorzugt, dass die Kontaktoberflächen winklig zueinander angeordnet sind (beispielsweise etwa 90°). So können auch winklig zueinander stehende Oberflächen der Verpackung gleichzeitig getrocknet werden.
  • Vorzugsweise ist das Kontaktelement beweglich gelagert. Die Lagerung kann beispielsweise eine Bewegung mit einem, zwei oder drei Freiheitsgraden erlauben. Unter einem Freiheitsgrad wird dabei die Bewegungsfreiheit in translatorischer oder rotatorischer Richtung um eine jeweilige Raumachse verstanden. Zunächst hat die Beweglichkeit mit einem Freiheitsgrad den Vorteil, dass das Kontaktelement auch dann auf eine Oberfläche einer zu trocknenden Verpackung mechanisch einwirken kann, wenn diese still steht. Auch wenn die Verpackung sich entlang ihres Transportweges an dem Kontaktelement vorbeibewegt, kann es von großem Vorteil sein, wenn das Kontaktelement beweglich gelagert ist. Dadurch kann es zum Beispiel möglich sein, dass das Kontaktelement in einer Ruheposition in den vorgesehenen Bewegungsraum der Verpackung hineinragt und aus diesem Raum durch die Verpackung verdrängt wird. Dazu reicht es beispielsweise aus, dass das Kontaktelement um eine Achse schwenkbar gelagert ist, die senkrecht zu der Transportrichtung / dem Produktionspfad der Verpackung ausgerichtet ist. Das Kontaktelement wird dann mit seinem Eigengewicht gegen die zu reinigende und/oder zu trocknende Oberfläche der Verpackung gedrückt. Die wirksame Gewichtskraft kann optional durch das Vorsehen einer Federkraft unterstützt werden. In anderen Fällen kann es wünschenswert sein, dass das Kontaktelement rotierbar und vorzugsweise voll umlauffähig gelagert ist. Die dabei entstehenden Relativgeschwindigkeiten zwischen der Kontaktoberfläche und der zu trocknenden Oberfläche der Verpackung können den Trocknungsprozess stark unterstützen. Dabei können die Andruckkräfte sehr gering gehalten werden, wodurch das Dekor der zu trocknenden Fläche geschont wird.
  • Vorzugsweise ist das Kontaktelement temperierbar, also beheizbar und/oder kühlbar ausgestaltet, wodurch beispielsweise ein Kondensationseffekt am Kontaktelement, vorzugsweise in einzelnen Bereichen des Kontaktelements, wirksam förderbar oder unterbindbar ist.
  • Die Vorrichtung kann in weiterer Ausgestaltung ergänzt werden durch eine Einrichtung zum Anlegen von abstehenden Ohren an die Verpackungen. Eine derartige Einrichtung kann nicht nur das Anlegen der Ohren, sondern auch die Befestigung der Ohren an der Verpackung übernehmen. Das Befestigen der Ohren an der Verpackung erfolgt meist durch Kleben oder Schweißen und erfordert daher trockene und saubere Oberflächen. Daher bietet die Kombination aus einer Trocknungseinrichtung und einer Einrichtung zum Anlegen der Ohren besondere Vorteile. Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Anlegen der abstehenden Ohren in Transportrichtung der Verpackungen gesehen hinter der Trocknungseinrichtung angeordnet.
  • Nach einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Trocknungseinrichtung wenigstens zwei Kontaktelemente aufweist. Bevorzugt weist jedes dieser Kontaktelemente wenigstens eine Kontaktoberfläche auf. Indem mehrere Kontaktelemente vorgesehen sind, können mehrere Verpackungen gleichzeitig getrocknet werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Verpackungen in mehreren vorzugsweise parallel verlaufenden Reihen durch die Trocknungseinrichtung transportiert werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Kontaktelemente derselben Reihe von Verpackungen zugeordnet sind und - in Transportrichtung gesehen - hintereinander angeordnet sind. Auf diese Weise wird jede Verpackung nacheinander von mehreren Kontaktelementen getrocknet.
  • In weiterer Ausbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Kontaktoberfläche des Kontaktelements aus Kunststoff, insbesondere aus insbesondere aus einem Elastomer oder einem Thermoplast hergestellt ist. Viele Kunststoffe zeichnen sich durch eine hohe Elastizität aus; Kontaktoberflächen aus Kunststoff können sich daher besonders gut an die Form der zu trocknenden Oberflächen der Verpackung anpassen. Dies ermöglicht eine besonders gründliche Trocknung der Verpackungen. Ein weiterer Vorteil der Elastizität bzw. Nachgiebigkeit von vielen Kunststoffen liegt darin, dass die Verpackungen trotz der Berührung nicht beschädigt werden. Zudem sind Kunststoffe sehr variabel formbar, so dass auch Kontaktoberflächen mit komplexer Geometrie möglich sind. Als besonders geeignetes Material haben sich Kunststoffe sowohl aus der Gruppe der Elastomere, als auch aus der Gruppe der Thermoplaste erwiesen. Aus der Gruppe der Elastomere kommen besonders gummiartige Elastomere in Frage, während sich aus der Gruppe der Thermoplaste PEEK (Polyetheretherketon) als ein besonders geeigneter Werkstoff in Versuchen herausgestellt hat. Es kommen auch Werkstoffe mit verwandten Eigenschaften in Frage. Wichtig ist dabei unter anderem, dass die Werkstoffe beständig gegenüber den zum Einsatz kommenden Reinigungs- bzw. Desinfektionsmitteln sind. Im bevorzugten Einsatzbereich der Vorrichtung, also innerhalb einer Füllvorrichtung, die vorzugsweise zur aseptischen Abfüllung von Nahrungsmitteln dient, handelt es sich bei einem üblichen Desinfektionsmittel um H2O2. Vorzugsweise ist die Kontaktoberfläche austauschbar gestaltet, so dass bei Verschleiß nicht das gesamte Kontaktelement ausgetauscht werden braucht.
  • Von großem Vorteil ist es, wenn die Kontaktoberfläche des Kontaktelementes durch ein Material gebildet ist, an dessen Oberfläche Wasser einen Kontaktwinkel von weniger als 60°, vorzugsweise weniger als 45°, ganz vorzugsweise weniger als 29° ausbildet. Der Kontaktwinkel ist dabei nach den Vorgaben der DIN 55660-2 und insbesondere nach dem dort beschriebenen statischen Verfahren und unter Einhaltung der dortigen Empfehlungen zu bestimmen (DIN 55660-2: "Beschichtungsstoffe - Benetzbarkeit - Teil 2: Bestimmung der freien Oberflächenenergie fester Oberflächen durch Messung des Kontaktwinkels", Dezember 2011, insb. Punkt 5.2.2: Statisches Verfahren).
  • Mit Vorteil kann die Kontaktoberfläche des Kontaktelements durch ein offenporiges Material ausgebildet sein. Dann kann der Effekt einer Kapillarpermation genutzt werden, wodurch der gewünschte Trocknungs- und/oder Reinigungsvorgang besonders gut unterstützt wird. Eine Kapillarpermeation oder -benetzung ist die Bewegung eines Fluids auf einem festen Substrat, die durch die Grenzflächenenergie vorangetrieben wird. Die Kapillarpermeation wird durch den Kontaktwinkel quantifiziert, der sich nach den Vorgaben der DIN 55660-2 und insbesondere nach dem dort beschriebenen statischen Verfahren und unter Einhaltung der dortigen Empfehlungen bestimmt. Ein niedriger Kontaktwinkel bedeutet eine stärkere Benetzung durch eine gegebene Flüssigkeit. Eine geeignete hohe Kapillarpermeation entspricht einem Kontaktwinkel von weniger als etwa 90°.
  • Alternativ hierzu kann die Kontaktoberfläche des Kontaktelementes mit Vorteil durch ein geschlossenporiges Material ausgebildet sein. Dadurch kann das Kontaktelement besonders gut hohen hygienischen Anforderungen gerecht werden. Zudem ist es einfach zu reinigen.
  • Alternativ hierzu kann es sich bei dem die Kontaktoberfläche ausbildenden Material auch um ein Beschichtungsmaterial handeln. Dadurch kann die Fertigung des Kontaktelementes unkomplizierter und preiswerter gestaltet werden. Zudem können Materialien gewählt werden, die den unterschiedlichen Anforderungen von Kontaktelement und Kontaktoberfläche gerecht werden.
  • Es kann dabei von Vorteil sein, wenn das Kontaktelement auch wenigstens eine Funktionsfläche aufweist, deren Oberfläche mit Wasser einen Kontaktwinkel von mehr als 100°, vorzugsweise mehr als 120° aufweist, also hydrophob ausgebildet ist. Unter einer Funktionsfläche wird in diesem unmittelbarem Zusammenhang eine Fläche verstanden, die mit dem von der Oberfläche der herzustellenden Verpackung zu entfernenden Wasser in Kontakt tritt. Eine derartig ausgestaltete Funktionsfläche könnte dann beispielsweise zur Abscheidung des von dem Kontaktelement entfernten und fallweise temporär gespeicherten Wassers dienen.
  • Weiter ist es von Vorteil, wenn die Oberflächenspannung des die Kontaktfläche des wenigstens einen Kontaktelements ausbildenden Materials gemessen nach WU mindestens 32 mN/m, vorzugsweise mindestens 35 mN/m und ganz vorzugsweise wenigstens 40,5 mN/m beträgt (von G. X. Wu 1982 vorgeschlagene Gleichung zur Berechnung der Oberflächenspannung).
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Kontaktoberfläche des Kontaktelementes elastisch verformbar ausgebildet ist. Unter einer elastisch verformbaren Ausbildung wird hier ein Material verstanden, das sich bei einer in einem Winkel zwischen 90° und 60° angreifenden Energie von wenigstens 0,125 Joule um wenigstens 5° aus seiner ursprünglichen Form verformt und sich bei Entspannung wieder in den ursprünglichen Zustand zurückverformt. Eine Arbeitsenergie von etwa 0,125 Joule kommt beispielsweise dann zustande, wenn eine etwa 250 Gramm schwere Verpackung mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 m/s in Kontakt mit dem Kontaktelement tritt. Eine elastisch verformbare Kontaktoberfläche hat den Vorteil, dass sie sich automatisch an die Gegebenheiten der zu trocknenden Oberfläche anpasst und ihr - zumindest weitgehend - folgen kann. Dadurch wird gewährleistet, dass auch sich in Vertiefungen angesammelte Flüssigkeitsmengen wirksam erfasst und entfernt werden können.
  • Es kann auch vorgehsehen sein, dass die Kontaktoberfläche des Kontaktelementes starr ausgebildet ist. Unter einer starren Ausbildung wird hier ein Material verstanden, das sich bei einer in einem Winkel von 90° bis 60° angreifenden Arbeitsenergie von 0,5 Joule nicht sichtbar verformt, also zumindest unter 2°. Eine starr ausgebildete Kontaktoberfläche hat den Vorteil, dass sie besonders Wartungsarm ist und über einen praktisch unbegrenzten Zeitraum gleichbleibende Arbeitsergebnisse liefern kann. Dies führt zu einer hohen Prozesssicherheit und spart Kosten.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Kontaktoberfläche des Kontaktelements eine Profilierung mit wenigstens einer Vertiefung aufweist. Die Vertiefungen können beispielsweise eine Tiefe im Bereich zwischen 1 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 4 mm aufweisen. Von den Vertiefungen kann Feuchtigkeit aufgenommen und - beispielsweise nach außen - abgeleitet werden. Zudem sind die Vertiefungen von Kanten umgeben und begrenzt, die wie "Dichtlippen" funktionieren und somit für eine verbesserte Trocknungsleistung sorgen.
  • Durch eine Profilierung wird der von der Oberfläche der Verpackung zu entfernenden Flüssigkeit eine Ausweichmöglichkeit gegeben. Insbesondere hilft eine Profilierung bei einer relativ großen Menge zu entfernender Flüssigkeit, das Auftreten eines sogenannten Aquaplaning-Effekts zu verhindern. Das Auftreten eines solchen Effektes würde zur Folge haben, dass das Kontaktelement von der zu behandelnden Oberfläche etwas abhebt und auf einem sich ausbildenden Flüssigkeitsfilm "rutschten" würde. Dies hätte dann ein gleichmäßiges Verteilen der vorhandenen und zu entfernenden Menge an Flüssigkeit auf der gegebenen Oberfläche zur Folge, so dass kein Platz mehr auf den zu behandelnden Flächen bliebe, an dem wirksame Materialbindungsbrücken durch einen Verkleb- oder Verschweißvorgang erzeugbar wären. Das Auftreten eines Aquaplaning-Effekts ist also in jedem Fall mit Sorgfalt zu verhindern.
  • Zudem erhöht sich die Effektivität eines Trocknungs- und/oder Reinigungsvorgangs erheblich, wenn die Kontaktoberfläche des Kontaktelementes eine Profilierung aufweist, weil sich dadurch mehrere Kanten ausbilden, die besonders effizient bei dem Abtrag von Flüssigkeitsansammlungen auf einer Oberfläche wirken.
  • Dabei können durch unterschiedliche Formen und Anordnungen und Ausprägungen von Profilierungen - also durch das Vorsehen geeigneter Profilierungsmuster und Profilierungshöhen - verschiedene weitere Vorteile erreicht werden.
  • Weist die Profilierung schräg zur Richtung des Transportweges verlaufende Profillinien auf, bietet dies zunächst den Vorteil, dass die zu behandelnde Oberfläche einer entlang des Produktionsweges geführten Verpackung nicht schlagartig über ihre gesamte Breite durch den Kontakt zu einer Profilkante belastet wird, was das Dekor beschädigen könnte. Sind durch einzelne Profillinien begrenzte Vertiefungen im Kontaktelement vorgesehen, ist es zudem von Vorteil, wenn nach zur äußeren Seitenkante des Kontaktelements verlaufende, Kanäle oder Nutungen, offen ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass die Vertiefungen nicht durch eine Wandung an der die Breite des Kontaktelements begrenzenden Seite geschlossen sind. Somit kann die in ihnen temporär aufgenommene Flüssigkeit, insbesondere kondensierter Wasserdampf, seitlich verdrängt werden.
  • Dazu ist es von Vorteil, wenn die so gebildeten Vertiefungen sich in einer Art Fischgrätenmuster über wenigstens einen Teil der Kontaktoberfläche des Kontaktelements erstrecken. Eine derartige Ausgestaltung ist besonders schonend und effektiv.
  • Weiter ist es von Vorteil, wenn die Querschnittsform der Vertiefungen eine Rechteckform oder eine Teilkreisform annimmt. Derartige Formen sind preiswert herstellbar und können zudem geeignet sein, eine angemessene Menge an Flüssigkeit aufzunehmen. Im Falle einer rechteckigen Ausgestaltung der Vertiefung ist es besonders bevorzugt, dass die Breite der Vertiefung zwischen 5 mm und 20 mm und insbesondere zwischen 8 mm und 13 mm bewegt, während die Tiefe sich in einem Bereich von 1,5 mm bis 6 mm und insbesondere zwischen 2 mm und 3,5 mm bewegen soll. Im Falle einer Teilkreisform können Radien bis etwa 15 mm besonders bevorzugt sein.
  • Auch kann es von Vorteil sein, wenn die gebildeten Vertiefungen eine Art Schuppen- oder Rautenmuster auf der Kontaktoberfläche des Kontaktelements erzeugen. Auf diese Weise können besonders viele an der Oberfläche der Verpackung wirksam werdenden Kanten an der Kontaktoberfläche des Kontaktelements erzeugt werden. Weiter verteilen sich so die Belastungen, die mit dem mechanischen Abtragen der zu entfernenden Flüssigkeit verbunden sind besonders gut auf die gesamte zu reinigende Teilfläche, sodass die einzelnen Kanten auch schärfer ausgebildet sein können, was die Wirksamkeit deutlich erhöht. Insbesondere ist es hier möglich, Kantenradien oder -fasen von weniger als R = 1,0 mm bzw. 0,5 mm x 45° und sogar weniger als R = 0,6 mm bzw. 0,3 x 45° zu realisieren. Ist das Schuppen- oder Rautenmuster im Betrieb schräg zur Richtung des Produktionspfades ausgebildet, kann auch hier wieder der Effekt der seitlichen Verdrängung der zu entfernenden Flüssigkeit genutzt werden.
  • In weiterer Ausbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Kontaktelement wenigstens einen Kanal durch Durchleitung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums aufweist. Durch den Kanal kann entweder Feuchtigkeit von der Verpackung abgeführt werden oder ein Trocknungsmedium (z.B. Luft) zu den Verpackungen strömen. Es kann vorgesehen sein, dass der Kanal eine oder mehrere Verzweigungen aufweist.
  • Ein weiterer Vorteil eines Kanals liegt darin, dass er als "Druckkammer" verwendet werden kann, wobei sich die Form der Kontaktoberfläche abhängig vom Druck in der Kammer verformt. Auf diese Weise kann sich die Kontaktoberfläche des Kontaktelementes an die Oberflächenstruktur der zu reinigenden Fläche besonders gut anpassen. Wegen des in der Kammer herrschenden Druckes wird zudem erreicht, dass die Kontaktoberfläche auch bei Verformungen ständig gegen die mit ihr in Kontakt stehende - also mit der zu reinigenden - Oberfläche gedrückt wird. Dadurch werden hervorragende Voraussetzungen für eine effektive Reinigung bzw. Trocknung erreicht. Über den in der Kammer einstellbaren Druck sind zudem das Verformungsverhalten und der Kontaktdruck leicht einstellbar. Das Kontaktelement ist dazu vorzugsweise wie ein in eine Ebene gezogener Teil eines Mantelreifens ausgebildet.
  • Es wird weiter vorgeschlagen, dass wenigstens ein Auslass des Kanals an der seitlichen Kontaktoberfläche und/oder an der unteren Kontaktoberfläche des Kontaktelements angeordnet ist. Durch diese Anordnung der Auslässe können die zu trocknenden Oberflächen der Verpackung besonders gut erreicht werden. Insbesondere können die Bodenflächen (bzw. Giebelflächen) der Verpackung und die Innenseiten der Ohren gleichzeitig erreicht werden.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht schließlich vor, dass das Kontaktelement einen gekrümmten oder gegenüber der Kontaktoberfläche geneigten Einlaufbereich aufweist. Durch eine gekrümmte oder geneigte Form wird ein sanfter Anstieg der Kontaktkräfte zwischen den Verpackungen und dem Kontaktelement erreicht. Ein weiterer Effekt liegt darin, dass die an der Ober- und Unterseite der Verpackung vorhandene Flossennaht schonend heruntergebogen wird. Auf diese Weise wird die Gefahr verringert, dass Verpackungen an dem Kontaktelement hängen bleiben oder durch das Kontaktelement beschädigt werden.
  • Die zuvor beschriebene Vorrichtung eignet sich in allen dargestellten Ausgestaltungen in besondere Weise für eine Verwendung zur Trocknung von mit Nahrungsmitteln befüllten Verpackungen, insbesondere zur Trocknung von mit Nahrungsmitteln befüllten Verbundverpackungen. Die gute Eignung ergibt sich beispielsweise daraus, dass das durch die Vorrichtung ermöglichte Trocknungsverfahren besonders schonend ist und die empfindlichen Nahrungsmittel kaum belastet. Insbesondere wird eine thermische Belastung der Verpackungsinhalte vermieden, die beispielsweise bei einer Trocknung durch Heißluft auftritt. Bei den Nahrungsmitteln kann es sich beispielsweise um aseptisch abgefüllte Nahrungsmittel handeln.
  • Die eingangs beschriebene Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Trocknung von Verpackungen, insbesondere Verbundverpackungen für Nahrungsmittel, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Vorrichtung zur Trocknung von Verpackungen mit einer Trocknungseinrichtung, b) Bereitstellen von vorzugsweise aus Packungsmänteln geformten Verpackungen, und c) Trocknen der Verpackungen. Bei den bereitgestellten Verpackungen handelt es sich vorzugsweise um Verbundverpackungen, die aus einem Laminat hergestellt sind, wobei das Laminat vorzugsweise in einem Zwischenschritt zu einem Packungsmantel geformt wird. Die Zurverfügungstellung eines derartigen, eingangs bereits näher beschriebenen Packungsmantels ist im Falle der Bereitstellung einer aus einem Packungsmantel geformten Verpackung also ebenso bereits wesentliche Voraussetzung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Erfindungsgemäß werden die Verpackungen in Schritt c) durch einen Kontakt zwischen den Verpackungen und der Trocknungseinrichtung getrocknet. Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurde, liegt auch dem Verfahren die Idee zugrunde, anstelle einer berührungslosen Trocknung durch Heißluft eine berührende Trocknung der Verpackungen vorzusehen und die Feuchtigkeit von der Oberfläche der Verpackungen zu wischen. Dies hat beispielsweise den Vorteil eines geringeren Energiebedarfs und schont zudem den Inhalt der Verpackungen vor thermischen Belastungen. Vorzugsweise werden in Schritt c) die Verpackungen - kontinuierlich oder taktweise - bewegt, während die Trocknungseinrichtung stillsteht.
  • In weiterer Ausbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Verpackungen in Schritt c) durch einen Kontakt zwischen den Verpackungen und dem Kontaktelement der Trocknungseinrichtung getrocknet werden. Auch dies hat den Vorteil, dass das Kontaktelement sowohl im Hinblick auf seine Form als auch im Hinblick auf sein Material auf eine berührende Trocknung von Verpackungen abgestimmt werden kann.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Verpackungen in Schritt c) durch einen Kontakt zwischen den Verpackungen und der unteren Kontaktoberfläche und/oder der seitlichen Kontaktoberflächen des Kontaktelements der Trocknungseinrichtung getrocknet werden. Die Verpackungen weisen üblicherweise mehrere zu trocknende Flächen auf, die meist nicht in einer Ebene liegen, beispielsweise die Bodenfläche (bzw. Giebelfläche) und die Innenseiten der abstehenden Ohren. Es ist daher vorteilhaft, die unterschiedlichen zu trocknenden Flächen durch unterschiedliche Kontaktoberflächen zu trocken. Ein Vorteil liegt darin, dass die Kontaktoberflächen hinsichtlich ihrer Form und Lage optimal an die von ihnen zu trocknenden Oberflächen angepasst werden können. Zudem ermöglichen mehrere Kontaktoberflächen die gleichzeitige Trocknung mehrerer Oberflächen der Verpackungen.
  • Das Verfahren kann schließlich ergänzt werden durch den folgenden Schritt: d) Anlegen der abstehenden Ohren an die Verpackung. Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurde, dient die Trocknung insbesondere der nachfolgenden Verklebung oder Verschweißung der Ohren mit der Verpackung. Daher ist eine Kombination der Schritte Trocknen und Anlegen/Befestigen der Ohren besonders vorteilhaft. Dementsprechend wird Schritt d) bevorzugt nach Schritt c) durchgeführt.
  • Beansprucht wird schließlich eine Verpackung für Nahrungsmittel, wobei die Verpackung aus einem mehrschichtigen Laminat hergestellt ist. Die Verpackung ist dadurch gekennzeichnet, dass die äußerste Schicht des Laminats mit Wasser einen Kontaktwinkel von wenigstens 60°, vorzugsweise von wenigstens 75°, insbesondere von wenigstens 90° ausbildet. Der Kontaktwinkel ist dabei nach den Vorgaben der DIN 55660-2 und insbesondere nach dem dort beschriebenen statischen Verfahren und unter Einhaltung der dortigen Empfehlungen zu bestimmen. Verpackungen mit einem Kontaktwinkel in dem angegebenen Bereich eignen sich besonders gut für eine berührende Trocknung, da sich Wassertropfen mit derartigen Kontaktwinkeln besonders einfach von der Oberfläche der Verpackung abwischen lassen.
  • Durch eine weitere Erhöhung des Kontaktwinkels, der auch Rand- oder Benetzungswinkel genannt wird, lässt sich dieser Effekt natürlich weiter erhöhen. Deshalb kann es besonders bevorzugt sein, dass die äußerste Schicht des Laminats mit Wasser einen Kontaktwinkel von wenigstens 110°, vorzugsweise von wenigstens 135°, insbesondere von wenigstens 150° ausbildet. Die Oberfläche des Packungsmantels bzw. der Verpackung ist dann in einem superhydrophoben Bereich ausgebildet, oder weist sogar einen so genannten Lotuseffekt auf. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass die Verpackung auch im späteren Gebrauch einen höheren Schutz für das beinhaltete Lebensmittel aufweist, da mit der Verpackung in Kontakt tretende Keime kaum eine Möglichkeit haben sich auch nur im Außenbereich der Verpackung anzusiedeln, sondern z.B. mit entstehender Feuchtigkeit (etwa bei Temperaturschwankungen) einfach ablaufen. Bezogen auf die Trocknungseinrichtung kann das Kontaktelement auf Grund der dann nur noch minimalen nötigen Abwischkräfte so einfach ausgeführt werden, dass es regelmäßig ersetzt werden kann und beispielsweise bei Einsatz der Vorrichtung zur Trocknung einer Verpackung innerhalb einer Füllvorrichtung bei deren Reinigung einfach erneuert werden kann.
  • Kontaktwinkel in dem angegebenen Bereich lassen sich beispielsweise durch eine geeignete Wahl der äußersten Lage des die Verpackung bildenden Laminats erreichen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1A:
    eine erste Ausgestaltung einer aus dem Stand der Technik bekannten Verpackung mit abstehenden Ohren,
    Fig. 1B:
    eine zweite Ausgestaltung einer aus dem Stand der Technik bekannten Verpackung mit abstehenden Ohren,
    Fig. 1C:
    eine erfindungsgemäße Verpackung mit abstehenden Ohren,
    Fig. 2A:
    eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Vorderansicht,
    Fig. 2B:
    die Vorrichtung aus Fig. 2A in einer Draufsicht,
    Fig. 2C:
    die Vorrichtung aus Fig. 2A in einer Seitenansicht,
    Fig. 3A:
    eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Vorderansicht,
    Fig. 3B:
    die Vorrichtung aus Fig. 3A in einer Draufsicht,
    Fig. 3C:
    die Vorrichtung aus Fig. 3A in einer Seitenansicht,
    Fig. 4A:
    das Kontaktelement der Trocknungseinrichtung in einer Ansicht von unten, und
    Fig. 4B:
    das Kontaktelement aus Fig. 4A in einer Seitenansicht entlang der Schnittebene IVB-IVB aus Fig. 4A.
  • In Fig. 1A ist eine erste Ausgestaltung einer aus dem Stand der Technik bekannten Verpackung 1 mit abstehenden Ohren 2 dargestellt. Die Verpackung 1 ist aus einem mehrlagigen Verbundmaterial hergestellt, das Lagen aus unterschiedlichem Material umfasst, beispielsweise Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium. Die Verpackung 1 weist eine erste Seitenfläche 3, eine zweite Seitenfläche 4 (verdeckt), eine vordere Fläche 5 und eine hintere Fläche 6 (verdeckt) auf. Zudem weist die Verpackung 1 Bodenflächen 7 und Giebelflächen 8 auf. Die Seitenflächen 3, 4, die vordere Fläche 5 und die hintere Fläche 6 sind gleich große, so dass die Verpackung 1 eine quadratische Querschnittsfläche aufweist. Die Bodenflächen 7 sind derart gefaltet und versiegelt (z.B. verschweißt), dass sich eine Flossennaht 9 ausbildet. Bei der Faltung der Bodenflächen 7 bilden sich abstehende Bereiche aus überschüssigem Material, die die Ohren 2 bilden und in einem späteren Herstellungsschritt - etwa durch Schweißverfahren - an die Verpackung 1 angelegt werden sollen. Die Ohren 2 stehen etwa derart von der Verpackung 1 ab, dass sie ungefähr parallel zu den Seitenflächen 3, 4 der Verpackung 1 verlaufen.
  • Im Bereich der Giebelflächen 8 wird die in Fig. 1 dargestellte Verpackung 1 verschlossen, indem die Giebelflächen 8 leicht nach innen gefaltet werden und mit einem Ausgießelement 10 aus Kunststoff verbunden werden. Das Ausgießelement 10 weist einen Schraubverschluss 11 auf, der ebenfalls aus Kunststoff hergestellt ist. Bei dem Falten der Giebelflächen 8 bilden sich vier von dem Giebelbereich der Verpackung 1 abstehende Ohren 2', die bei der in Fig. 1 dargestellten Verpackung 1 bereits an die Giebelflächen 8 angelegt worden sind. Die Herstellung einer in Fig. 1 gezeigten Verpackung 1 wird beispielsweise in der DE 10 2010 050 502 A1 beschrieben, auf die insoweit verwiesen wird.
  • Fig. 1B zeigt eine zweite Ausgestaltung einer aus dem Stand der Technik bekannten Verpackung 1' mit abstehenden Ohren 2. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A beschriebenen Bereiche der Verpackung 1 sind in Fig. 1B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die in Fig. 1B gezeigte Verpackung 1' unterscheidet sich von der in Fig. 1A dargestellten Verpackung 1 durch eine unterschiedliche Querschnittsfläche sowie durch eine abweichende Form des Giebelbereiches. Die Seitenflächen3 und die Seitenfläche 4 (verdeckt) sind schmaler als die vordere Fläche 5 und die (verdeckte) hintere Fläche 6, so dass die Verpackung 1' eine rechteckige Querschnittsfläche aufweist. Zudem werden der Bodenbereich (also der Bereich der Bodenflächen 7) und der Giebelbereich (also der Bereich der Giebelflächen 8) der Verpackung 1' auf identische Weise verschlossen, nämlich ohne Verwendung eines Ausgießelementes 10 durch direktes Verbinden der Bodenflächen 7 bzw. der Giebelflächen 8. Bei der Verbindung der Bodenflächen 7 und der Giebelflächen 8 bilden sich Flossennähte 9, 9'. Der einzige Unterschied zwischen dem Bodenbereich und dem Giebelbereich der Verpackung 1' liegt darin, dass die Ohren 2' im Giebelbereich bereits an die Giebelflächen 8 angelegt wurden, währen die Ohren 2 im Bodenbereich noch nicht an die Bodenflächen 7 angelegt wurden und daher noch von der Verpackung 1' abstehen. Die Ohren 2 stehen etwa derart von der Verpackung 1' ab, dass sie ungefähr parallel zu den Seitenflächen 3, 4 der Verpackung 1' verlaufen.
  • In Fig. 1C ist eine erfindungsgemäße Verpackung 1' mit abstehenden Ohren 2 dargestellt. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A und Fig. 1B beschriebenen Bereiche der Verpackungen 1, 1' sind in Fig. 1C mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die in Fig. 1C gezeigte Verpackung 1' unterscheidet sich von der in Fig. 1B dargestellten Verpackung 1' durch eine unterschiedliche Außenschicht. Die veränderte Außenschicht führt zu einem besonders günstigen Kontaktwinkel θ. Der Kontaktwinkel θ bezeichnet denjenigen Winkel, den die äußerste Schicht des Laminats der Verpackung 1' mit einem Wassertropfen ausbildet. Der Kontaktwinkel θ ist wiederum nach den Vorgaben der DIN 55660-2 und insbesondere nach dem dort beschriebenen statischen Verfahren und unter Einhaltung der dortigen Empfehlungen zu bestimmen.
  • Fig. 2A zeigt eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 zur Trocknung von Verbundverpackungen für Nahrungsmittel in einer Vorderansicht. Die Vorrichtung 12 umfasst zunächst ein Transportband 13 mit Zellen 14 zur Aufnahme der Verpackungen 1. Anstelle eines Transportbandes 13 kann auch eine Transportkette, ein Transportriemen oder ein anderes geeignetes Transportmittel vorgesehen sein. Zudem umfasst die Vorrichtung 12 eine Trocknungseinrichtung 15 zur Trocknung der Verpackungen 1. Die Trocknungseinrichtung 15 weist ein Kontaktelement 16 auf, auf das im Folgenden noch detaillierter eingegangen wird. Die bereits befüllten und verschlossenen Verpackungen 1 befinden sich in den Zellen 14 und werden von dem Transportband 13 in einer Transportrichtung T an dem fest stehenden Kontaktelement 16 derart vorbeigeführt, dass ein Teilbereich der Verpackungen 1 - insbesondere die Flossennaht 9 - das Kontaktelement 16 berührt, wobei das Kontaktelement 16 Feuchtigkeit von der Verpackung 1 abstreift. Dieses Prinzip ist vergleichbar mit einem Scheibenwischer bei Fahrzeugen. In Fig. 2A ist zudem eine Einrichtung 17 zum Anlegen von abstehenden Ohren 2 an die Verpackungen 1 gezeigt. Die Einrichtung 17 ist zwar kein Teil der Vorrichtung 12, dient jedoch der Erläuterung ihrer Funktionsweise. Denn die Trocknung der Verpackungen 1 dient insbesondere dem Zweck, die Ohren 2 zuverlässig an die Verpackung 1 anlegen zu können. Dies erfolgt meist durch Schweißverfahren, weshalb trockene Oberflächen für eine zuverlässige Verbindung erforderlich sind. Das Transportband 13 kann beispielsweise durch einen elektrischen Antrieb 18 angetrieben werden.
  • In Fig. 2B ist die Vorrichtung 12 aus Fig. 2A in einer Draufsicht gezeigt. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 12 sind in Fig. 2B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. In der Draufsicht ist deutlich erkennbar, dass das Transportband 13 vier Reihen von Zellen 14 aufweist. Um eine gleichzeitige Bearbeitung von vier Verpackungen 1 in der Trocknungseinrichtung 15 und/oder in der Einrichtung 17 zum Anlegen der abstehenden Ohren 2 zu ermöglichen, erstrecken sich beide Einrichtungen 15, 17 über die gesamte Breite des Transportbandes 13. Zudem weisen beide Einrichtung eine entsprechende Anzahl an Werkzeugen auf; die in Fig. 2B dargestellte Trocknungseinrichtung 15 weist also vier Kontaktelemente 16 auf. Die in Fig. 2B gezeigte Konfiguration ist lediglich beispielhaft zu verstehen; insbesondere kann die Anzahl der Reihen der Zellen 14 variiert werden. Es kann beispielsweise lediglich eine einzelne Reihe von Zellen 14 vorgesehen sein. In diesem Fall können die Zellen 14 direkt mit dem Transportband 13 verbunden werden. Alternativ hierzu können zwei oder mehr Reihen von Zellen 14 vorgesehen sein. In diesem Fall können die Zellen 14 beispielsweise über einen gemeinsamen Querträger 19 mit dem Transportband 13 verbunden sein.
  • Fig. 2C zeigt die Vorrichtung 12 aus Fig. 2A in einer Seitenansicht. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A und Fig. 2B beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 12 sind in Fig. 2C mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. In der Seitenansicht ist deutlich erkennbar, dass vier Verpackungen 1 mit abstehenden Ohren 2 gleichzeitig durch die vier Kontaktelemente 16 der Trocknungseinrichtung 16 bearbeitet werden. Die Kontaktelemente 16 berühren die Verpackungen 1 sowohl im Bereich ihrer Bodenflächen 7 (und der dort verlaufenden Flossennähte 9) als auch an den Innenseiten der abstehenden Ohren 2 (und der dort ebenfalls verlaufenden Flossennähte 9). Auf diese Weise wird sowohl eine Trocknung der Bodenflächen 7 als auch der Innenseiten der Ohren 2 sowie der Flossennähte 9 erreicht. Dies hat den Vorteil, dass alle vom Anlegen der Ohren 2 an der Verpackung 1 betroffenen Flächen getrocknet werden. Bei den in Fig. 2A bis Fig. 2C gezeigten Verpackungen 1 kann es sich beispielsweise um die im Zusammenhang mit Fig. 1A beschriebene Verpackung 1 handeln.
  • In Fig. 3A ist eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 12' zur Trocknung von Verbundverpackungen für Nahrungsmittel in einer Vorderansicht dargestellt. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A bis Fig. 2C beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 12' sind in Fig. 3A mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Ein wesentlicher Unterschied zwischen der zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 12' und der zuvor beschriebenen ersten Ausgestaltung der Vorrichtung 12 (Fig. 2A bis Fig. 2C) liegt darin, dass das Transportband 13' bei der zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 12' nicht unterhalb, sondern hinter bzw. neben den Verpackungen 1' verläuft. Ein weiterer Unterschied liegt darin, dass die Verpackungen 1' bei der zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 12' seitlich (und nicht von unten) von den Zellen 14' gehalten werden. Die seitliche Anordnung des Transportbandes 13' hat den Vorteil, dass das Transportband 13' während seines gesamten Umlaufes - also auch im Bereich der Rückführung - in derselben horizontalen Ebene verlaufen kann und die daran befestigten Zellen 14' und die von ihnen gehaltenen Verpackungen 1' somit niemals "auf dem Kopf" stehen. Dies hat den Vorteil, dass die gesamte Länge des Transportbandes 13' für die Bearbeitung der Verpackungen 1' genutzt werden kann. Ein weiterer Vorteil der zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 12' und insbesondere der seitlichen Anordnung der Zellen 14' liegt darin, dass die Verpackungen 1' sowohl im Bereich ihrer Bodenflächen 7 als auch im Bereich ihrer Giebelflächen 8 frei liegen und zugänglich sind und somit eine gleichzeitige Bearbeitung beiden Enden der Verpackungen 1' möglich ist. Ein Nachteil dieser Ausgestaltung liegt jedoch darin, dass die seitliche Anordnung des Transportbandes 13' die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Reihen von Zellen 14' konstruktiv aufwändiger macht.
  • Fig. 3B zeigt die Vorrichtung 12' aus Fig. 3A in einer Draufsicht. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A bis Fig. 3A beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 12' sind in Fig. 3B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. In der Draufsicht ist deutlich erkennbar, dass das Transportband 13' seitlich neben den Verpackungen 1' verläuft. Dementsprechend greifen die Zellen 14' die Verpackungen ebenfalls von der Seite.
  • In Fig. 3C ist die Vorrichtung 12' aus Fig. 3A in einer Seitenansicht dargestellt. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2A bis Fig. 3B beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 12' sind in Fig. 3C mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. In der Seitenansicht ist deutlich erkennbar, dass die Verpackungen 1' derart an den Kontaktelementen 16 vorbeigeführt werden, dass die Verpackungen 1' sowohl im Bereich ihrer Bodenflächen 7 als auch an den Innenseiten der abstehenden Ohren 2 berührt und somit getrocknet werden. Bei den in Fig. 3A bis Fig. 3C gezeigten Verpackungen 1' kann es sich beispielsweise um die im Zusammenhang mit Fig. 1B beschriebene Verpackung 1' handeln.
  • Fig. 4A zeigt das Kontaktelement 16 der Trocknungseinrichtung 15 in einer Ansicht von unten. Das Kontaktelement 16 weist mehrere Kontaktoberflächen 20 auf, beispielsweise eine untere Kontaktoberfläche 20A und zwei seitliche Kontaktoberflächen 20B. Die Kontaktoberflächen 20 sind vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus PEEK (Polyetheretherketon) hergestellt und dienen dem Zweck, Feuchtigkeit von der Oberfläche der Verpackungen 1, 1' abzuwischen. Bei dem in Fig. 4A gezeigten und insoweit bevorzugten Kontaktelement 16 weist die untere Kontaktoberfläche 20A eine Profilierung mit Vertiefungen 21 auf. Vorzugsweise verlaufen die Vertiefungen 21 von der Mitte der Kontaktoberfläche 20A in Transportrichtung T gesehen schräg zu den Seiten nach außen, um Feuchtigkeit gut ableiten zu können. Das Kontaktelement 16 weist mehrere (in Fig. 4A nicht gezeigte) Kanäle 22 durch Durchleitung eines gasförmigen Mediums auf. Die Auslässe 23A der Kanäle 22 sind im Bereich der Vertiefungen 21 angeordnet. Weiterhin weist das Kontaktelement 16 einen gekrümmten Einlaufbereich 24 auf.
  • In Fig. 4B ist schließlich das Kontaktelement 16 aus Fig. 4A in einer Seitenansicht entlang der Schnittebene IVB-IVB aus Fig. 4A dargestellt. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 4A beschriebenen Bereiche des Kontaktelements 16 sind in Fig. 4B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. In der geschnittenen Ansicht ist der Verlauf der Kanäle 22 im Inneren des Kontaktelements 16 deutlich erkennbar. Durch die Kanäle 22 kann beispielsweise Feuchtigkeit von den Verpackungen 1, 1' durch die in der unteren Kontaktoberfläche 20A angeordneten Auslässe 23A abgesaugt werden und durch den Auslass 23B abgeführt werden. Alternativ hierzu kann trockene Luft durch den Auslass 23B und die Kanäle 22 angesaugt werden und durch die in der unteren Kontaktoberfläche 20A angeordneten Auslässe 23A auf die zu trocknenden Verpackungen 1, 1' strömen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1, 1':
    Verpackung
    2, 2':
    Ohr
    3:
    erste Seitenfläche
    4:
    zweite Seitenfläche
    5:
    vordere Fläche
    6:
    hintere Fläche
    7:
    Bodenfläche
    8:
    Giebelfläche
    9, 9':
    Flossennaht
    10:
    Ausgießelement
    11:
    Schraubverschluss
    12, 12':
    Vorrichtung
    13, 13':
    Transportband
    14, 14':
    Zellen
    15:
    Trocknungseinrichtung
    16:
    Kontaktelement
    17:
    Einrichtung zum Anlegen von Ohren
    18:
    Antrieb
    19:
    Querträger
    20, 20A, 20B:
    Kontaktoberfläche (des Kontaktelements 16)
    21:
    Vertiefung
    22:
    Kanal
    23A, 23B:
    Auslass (des Kanals 22)
    24:
    Einlaufbereich
    T:
    Transportrichtung (der Verpackungen 1, 1')
    θ:
    Kontaktwinkel

Claims (9)

  1. Vorrichtung (12, 12') zur Trocknung von Verpackungen (1, 1'), insbesondere Verbundverpackungen für Nahrungsmittel, umfassend:
    - ein Transportband (13, 13') mit Zellen (14, 14') zur Aufnahme der Verpackungen (1, 1'), und
    - wenigstens eine Trocknungseinrichtung (15) zur Trocknung der Verpackungen (1, 1'),
    - wobei die Trocknungseinrichtung (15) wenigstens ein Kontaktelement (16) mit wenigstens einer Kontaktoberfläche (20, 20A, 20B) aufweist, und
    - wobei die Kontaktoberfläche (20, 20A, 20B) des Kontaktelements (16) aus Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer oder einem Thermoplast hergestellt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kontaktoberfläche (20, 20A, 20B) des Kontaktelements (16) eine Profilierung mit wenigstens einer Vertiefung (21) aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    eine Einrichtung (17) zum Anlegen von abstehenden Ohren (2, 2') an die Verpackungen (1, 1').
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Trocknungseinrichtung (15) wenigstens zwei Kontaktelemente (16) aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Kontaktelement (16) wenigstens einen Kanal (22) durch Durchleitung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens ein Auslass (23A) des Kanals (22) an der seitlichen Kontaktoberfläche (20B) und/oder an der unteren Kontaktoberfläche (20A) des Kontaktelements (16) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Kontaktelement (16) einen gekrümmten oder gegenüber der Kontaktoberfläche geneigten Einlaufbereich (24) aufweist.
  7. Verwendung einer Vorrichtung (12, 12') nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Trocknung von mit Nahrungsmitteln befüllten Verpackungen (1, 1'), insbesondere zur Trocknung von mit Nahrungsmitteln befüllten Verbundverpackungen.
  8. Verfahren zur Trocknung von Verbundverpackungen (1, 1') für Nahrungsmittel, umfassend die folgenden Schritte:
    a) Bereitstellen einer Vorrichtung (12,12') nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Trocknung von Verpackungen (1, 1') mit einer Trocknungseinrichtung (15), wobei die Trocknungseinrichtung (15) wenigstens ein Kontaktelement (16) mit wenigstens einer Kontaktoberfläche (20, 20A, 20B) aufweist,
    b) Bereitstellen von vorzugsweise aus Packungsmänteln geformten Verpackungen (1, 1'), und
    c) Trocknen der Verpackungen (1, 1'),
    wobei die Verpackungen (1, 1') in Schritt c) durch einen Kontakt zwischen den Verpackungen (1, 1') und dem Kontaktelement (16) der Trocknungseinrichtung (15) getrocknet werden, und wobei die Kontaktoberfläche (20, 20A, 20B) des Kontaktelements (16) aus Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer oder einem Thermoplast hergestellt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in Schritt c) die Verpackungen (1, 1') bewegt werden, während die Trocknungseinrichtung (15) stillsteht und dass die Verpackungen (1, 1') in Schritt c) durch einen Kontakt zwischen den Verpackungen (1, 1') und der unteren Kontaktoberfläche (20A) und/oder der seitlichen Kontaktoberflächen (20B) des Kontaktelements (16) der Trocknungseinrichtung (15) getrocknet werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend den folgenden Schritt:
    d) Anlegen der abstehenden Ohren (2, 2') an die Verpackung (1, 1').
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